(57)【要約】【解決手段】  本発明では造粒、洗浄と分離、乾燥3つの手順を含み、水だけを洗浄剤にし、製品としての環状エステルは純度が高く、生産効率が高い快速、効率的、エコの粗環状エステルの精製方法を提供する。【効果】  本発明による高純度環状エステルは如何なる有機溶剤も含まなく、純度が高く、プロセスが簡単、効率的であり、連続化の生産に適し、生産が簡単であり、排気、廃水及び廃棄物がない。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の手順を含む粗環状エステルの精製方法
（1）造粒手順：粗環状エステルを平均粒径0.05〜1.00mmの顆粒に製造する。
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗環状エステルを0〜4℃の水に入れ、水と粗環状エステルとの質量比を（0.5〜2）：1にし、適当に固液体系を撹拌し、粗環状エステルと水が充分に接触するようにし、快速固液分離を行い、上記の操作を1〜4回に繰り返す。
（3）乾燥手順：手順（2）による快速固液分離後の環状エステルを0〜4℃及び絶対圧力≦10Paの真空で4〜6時間に乾燥させ、温度が40〜60℃まで、絶対圧力が≦5Paとなるようにし、1〜2時間に真空乾燥を行う。
【請求項２】
手順（2）における水が脱イオン水または蒸留水であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
手順（1）における粗環状エステルがL-ラクチドであることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
手順（1）における粗環状エステルがD-ラクチドであることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項５】
手順（1）における粗環状エステルがグリコリッドであることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項６】
前記の粗環状エステルの精製によるL-ラクチドは含有量が≧99.8 wt.%、産出率が≧98.2%であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項７】
前記の粗環状エステルの精製によるD-ラクチドは含有量が≧99.8 wt.%、産出率が≧99.1%であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項８】
前記の粗環状エステルの精製によるグリコリッドは含有量が≧99.9 wt.%、産出率が≧98.8%であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生分解性ポリマー合成用環状エステル・モノマー調製の技術分野、具体的に粗環状エステルの精製で高純度の環状エステルを調製する新しい技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
今まで、粗環状エステルの精製技術は商品生分解性ポリマーの大規模、連続化の生産で完全に解決されていないキーとなる技術の一である。大規模の生産で常に利用する精細蒸留精製技術に高いエネルギー消費、複雑な技術及び機器、多額の投資などの問題がある一方、実験室研究で利用する溶剤再結晶法に大きな溶剤利用量、低い回収率、高いエネルギー消費、低い環状エステル産出率などの短所がある。上記の従来の技術の外に、溶剤抽出法（洗浄法）も粗環状エステル精製技術の研究ポイントである。
【０００３】
従来の技術では粗ラクチドを水と接触させ、含有するメソ-ラクチド（meso-ラクチド）を除去する技術を開示した。当該技術では溶融状態のラクチドを水と接触させ、加水分解反応により粗ラクチドにある大部分のメソ-ラクチドを除去し、有機溶剤（アセトンなど）再結晶の方法により高純度のラクチドを取得する。当該技術は加水分解反応の選択性が悪く、メソ-ラクチドが加水分解の同時に、対象製品（L-/D-ラクチドなど）にも異なる程度の加水分解が生じ、対象製品の低すぎた産出率の原因となる。それに、加水分解反応に伴う少量の酸性不純物の除去で更になる再結晶が必要であるから、低い一括産出率の原因となる。
【０００４】
従来の技術は相次ぎに水及び有機アルコールで多回に粗ラクチドを精製する技術も開示した。当該技術では低沸点の有機アルコール（メタノール、エタノール、イソプロパノールなど）を洗浄剤の一にする。ラクチドが有機溶剤で決まった溶解度があるので、精製されたラクチドは産出率（80〜81%）でも光学純度（97% e.e.）でも低い。なお、引火性、爆発性の有機アルコールを洗浄剤にする場合、技術の安全上の隠れた危険につながる。
【０００５】
イソプロパノールとシクロヘキサンの複合溶剤で長期環状エステルを精製する技術もある。当該技術ではイソプロパノールとシクロヘキサンの複合溶剤を洗浄剤にするが、精製された環状エステルは産出率（85〜92%）が相変わらず低く、それに環状エステルに少量の酸（0.12〜0.36%）及び他の不純物があり、直接に開環重合反応に利用できない。
【０００６】
上記によると、溶剤抽出法（洗浄法）で有機溶剤を洗浄剤の一にするので、目標環状エステルの産出率を低くする同時に、技術の複雑性及びび隠れた危険性の向上につながる。
【０００７】
近頃、1〜10%の希アルカリ溶液及び脱イオン水で粗L-/D-ラクチドを精製し、製品としてのL-/D-ラクチドは光学純度に達成できるが、当該精製技術で希アルカリ溶液（濃度1〜10%）を洗浄剤にし、粗ラクチドに残存する少量の乳酸またはオリゴ乳酸がアルカリと反応して塩を生成する。この洗浄排水に含有する乳酸塩は含有量が低く、回収のために消費するエネルギーが多いと同時に、直接排出の標準に満たさない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は従来の粗環状エステル精製技術に存在する上記の問題を解決し、簡単、効率的、エコの粗環状エステルの精製方法を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
下記の手順を含む粗環状エステルの精製方法。
【００１０】
（1）造粒手順
【００１１】
本発明方法による粗環状エステルの精製が異種で行われるので、粗環状エステルと水が充分に接触するように、粗環状エステルを平均粒径0.05〜1.00mmの顆粒に製造する。
【００１２】
（2）洗浄と分離手順
【００１３】
本発明による方法で、水だけを洗浄剤にして低温で多回に粗環状エステルに対する洗浄を行い、最大の程度で環状エステルの加水分解を避けると同時に、快速で粗環状エステルにある不純物を抽出して分離し、手順（1）による顆粒状の粗環状エステルを0〜4℃の水に入れ、水と粗環状エステルとの質量比を（0.5〜2）：1にし、適当に固液体系を撹拌し、粗環状エステルと水が充分に接触するようにし、快速固液分離を行い、上記の操作を1〜4回に繰り返す。
【００１４】
（3）乾燥手順
【００１５】
本発明による方法で、手順（2）の快速固液分離による環状エステルに相変わらず少量の水があるので、乾燥過程の初期に生じることのある加水分解反応を避けるために、0〜4℃及び絶対圧力≦10Paの真空で4〜6時間に乾燥させ、その中にある大部分の残留水を除去する。温度が40〜60℃まで、絶対圧力が≦5Paとなるようにし、真空で1〜2時間に乾燥させ、完全に環状エステルにある微量の水を除去する。
【００１６】
本発明による方法で、水が脱イオン水または蒸留水いずれかである。研究によると、普通の水道水にある塩化物イオンにキラル構造のある環状エステル（L-ラクチド、D-ラクチドなど）に対するラセミ化の働きがある一方、環状エステルが更になる開環重合反応用モノマーとして重合に影響を及ぼすいかなるイオンもないこと。
【００１７】
本発明による方法で粗環状エステル具体がL-ラクチド、D-ラクチドまたはグリコリッドである。
【００１８】
本発明による高純度L-ラクチドは含有量が≧99.8%、産出率が≧98.2%、高純度D-ラクチドの含有量が≧99.8%、産出率が≧99.1%、高純度グリコリッドの含有量が≧99.9%、産出率が≧98.8%である。
【００１９】
本発明の長所及び効果
【００２０】
1. 調製した環状エステルは如何なる有機溶剤も含まなく、純度が高い。
【００２１】
2. プロセスが簡単、効率的である。
【００２２】
3. 連続化の生産に適し、生産が簡単であり、排気、廃水及び廃棄物がない。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
現在、粗環状エステル（具体的にL-ラクチド、D-ラクチドまたはグリコリッドのいずれかである）は源が少なくとも下記の4種を含む。
【００２４】
源1：ヒドロキシカルボン酸（L-ラクチド、D-乳酸、エタノール酸など）で重量平均分子量Mw≦6000のオリゴマーヒドロキシカルボン酸に脱水オリゴマー化を行い、有機グアニジン化合物（クレアチニンなど）、金属（錫、亜鉛、マグネシウムなど）粉末及びこれらの金属の有機酸塩、無機酸塩、酸化物、アルコキシドなどの触媒反応で解重合を行い、調製し、精製されていない環状エステル。
【００２５】
源2：ヒドロキシカルボン酸（L-ラクチド、D-乳酸、エタノール酸など）で脱水オリゴマー化を行い、有機グアニジン化合物（クレアチニンなど）、金属（錫、亜鉛、マグネシウムなど）粉末及びこれらの金属の有機酸塩、無機酸塩、酸化物、アルコキシドなどの触媒反応で直接に重縮合を行ってポリヒドロキシカルボン酸を合成する時に副産し、精製されていない環状エステル。
【００２６】
源3：ポリマー級の高純度環状エステルが有機グアニジン化合物（クレアチニンなど）、金属（錫、亜鉛、マグネシウムなど）粉末及びこれらの金属の有機酸塩、無機酸塩、酸化物、アルコキシドなどの触媒反応で開環重合でポリヒドロキシ酸を調製する時に副産、回収し、精製されていない環状エステル。
【００２７】
源4：ポリマー級高純度環状エステルが調製されてからポリヒドロキシカルボン酸を調製するために開環重合反応に用いられていなく、貯蔵期間90日以上の長期貯蔵の環状エステル。
【００２８】
上記の源の4種による粗環状エステルは成分に差異があるが、一般に下記の表１、表２、表３に示す範囲にある。
【００２９】
【表１】
2019529531.tif 000002
【００３０】
【表２】
2019529531.tif 000003
【００３１】
【表３】
2019529531.tif 000004
【００３２】
上記の粗環状エステルにある主な不純物について、本発明では簡単、効率的、エコの粗環状エステルの精製方法を提供する。次に実施例を利用して本発明の新しい技術について説明するが、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００３３】
粗L-ラクチドの精製
【００３４】
本実施例では粗L-ラクチドは源1の記載の通り、成分の分析の結果が表４の通りである。
【００３５】
（1）造粒手順：上記の粗L-ラクチド100kgを開始原料にし、それで造粒を行い、平均粒径0.10mmの顆粒にする。
【００３６】
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗L-ラクチドを0℃の脱イオン水に入れ、脱イオン水と粗L-ラクチドとの質量比を0.5：1に調節し、適当に固液体系を撹拌し、快速固液分離を行い、上記の操作を2回に繰り返す。
【００３７】
（3）乾燥手順：手順（2）で快速固液分離によるL-ラクチドを0℃及び絶対圧力5Paの真空で6時間に乾燥させてから40℃及び絶対圧力1Paの真空で2時間に乾燥させる。
【００３８】
上記の技術によるL-ラクチドは産出率が99.0%、純度及び成分に関する分析が表４の通りである。
【００３９】
上記の高純度L-ラクチドを原料にし、開環重合によるポリL-乳酸は重量平均分子量Mwが5.5×105、分子量分布PDIが1.5、L-ラクチド転化率が100%である。
【００４０】
【表４】
2019529531.tif 000005
【００４１】
比較例1
粗L-ラクチドの精製
【００４２】
本比較例では、粗L-ラクチドは源が実施例1と完全に同一であるが、違いが異なる精製方法だけである。粗L-ラクチドの成分の分析結果は表5の通りである。
【００４３】
上記の粗L-ラクチド100kgを開始原料にし、濃度1.0%の水酸化ナトリウム水溶液で洗浄してから脱イオン水で中性までに洗浄し、最後に20℃、真空で24時間に乾燥させる。
【００４４】
上記の技術によるL-ラクチド産出率85.0%、純度及び成分の分析は表5の通りである。
【００４５】
上記の高純度L-ラクチドを原料にし、開環重合によるポリL-乳酸は重量平均分子量Mwが1.2×105、分子量分布PDIが2.0、L-ラクチド転化率が98.0%である。
【００４６】
【表５】
2019529531.tif 000006
【実施例２】
【００４７】
粗L-ラクチドの精製
【００４８】
本実施例では粗L-ラクチドは源2の通り、成分の分析結果が表6の通りである。
【００４９】
（1）造粒手順：上記の粗L-ラクチド50kgを開始原料にし、それで造粒を行い、平均粒径1.00mmの顆粒にする。
【００５０】
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗L-ラクチドを2℃の蒸留水に入れ、蒸留水と粗L-ラクチドとの質量比を1：1に調節し、適当に固液体系を撹拌し、快速固液分離を行い、上記の操作を1回に繰り返す。
【００５１】
（3）乾燥手順：手順（2）で快速固液分離によるL-ラクチドを2℃及び絶対圧力10Paの真空で5時間に乾燥させてから50℃及び絶対圧力3Paの真空で2時間に乾燥させる。
【００５２】
上記の技術によるL-ラクチドは産出率が99.6%、純度及び成分の分析が表６の通りである。
【００５３】
上記の高純度L-ラクチドを原料にし、開環重合によるポリL-乳酸は重量平均分子量Mwが4.5×105、分子量分布PDIが1.7、L-ラクチド転化率が99.8%である。
【００５４】
【表６】
2019529531.tif 000007
【実施例３】
【００５５】
粗L-ラクチドの精製
【００５６】
本実施例では、粗L-ラクチドは上記の源3の通りである。即ち、実施例1で調製した高純度L-ラクチドを原料にし、SnOct2を触媒にし、開環重合技術でポリL-乳酸を調製した副産、回収した粗L-ラクチドは成分の分析結果が表7の通りである。
【００５７】
（1）造粒手順：上記の粗L-ラクチド20kgを開始原料にし、それで造粒を行い、平均粒径0.05 mmの顆粒にする。
【００５８】
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗L-ラクチドを2℃の脱イオン水に入れ、脱イオン水と粗L-ラクチドとの質量比を1：1に調節し、適当に固液体系を撹拌し、快速固液分離を行い、上記の操作を1回に繰り返す。
【００５９】
（3）乾燥手順：手順（2）で快速固液分離によるL-ラクチドを2℃及び絶対圧力10Paの真空で5時間に乾燥させてから50℃及び絶対圧力3Paの真空で1時間に乾燥させる。
【００６０】
上記の技術によるL-ラクチドは産出率が98.5%、純度及び成分の分析が表7の通りである。
【００６１】
上記の高純度L-ラクチドを原料にし、開環重合によるポリL-乳酸は重量平均分子Mwが4.7×105、分子量分布PDIが 1.6、L-ラクチド転化率が98.0%である。
【００６２】
【表７】
2019529531.tif 000008
【実施例４】
【００６３】
粗L-ラクチドの精製
【００６４】
本実施例では、粗L-ラクチドは源4の通りである。即ち、実施例1で調製した高純度L-ラクチドを真空乾燥器で90日に貯蔵して取得した粗L-ラクチドは成分の分析結果が表８の通りである。
【００６５】
（1）造粒手順：上記の粗L-ラクチド100kgを開始原料にし、それで造粒を行い、平均粒径0.50mmの顆粒にする。
【００６６】
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗L-ラクチドを4℃の蒸留水に入れ、蒸留水と粗L-ラクチドとの質量比を2：1に調節し、適当に固液体系を撹拌し、快速固液分離を行い、上記の操作を4回に繰り返す。
【００６７】
（3）乾燥手順：手順（2）で快速固液分離によるL-ラクチドを4℃及び絶対圧力8Paの真空で4時間に乾燥させてから60℃及び絶対圧力5Paの真空で1時間に乾燥させる。
【００６８】
上記の技術によるL-ラクチドは産出率が98.2%、純度及び成分の分析が表８の通りである。
【００６９】
上記の高純度L-ラクチドを原料にし、開環重合によるポリL-乳酸は重量平均分子量Mwが5.3×105、分子量分布PDIが1.6、L-ラクチド転化率が99.5%である。
【００７０】
【表８】
2019529531.tif 000009
【実施例５】
【００７１】
粗D-ラクチドの精製
【００７２】
本実施例では、粗D-ラクチドは源1の通り、成分の分析結果が表９の通りである。
【００７３】
（1）造粒手順：上記の粗D-ラクチド100kgを開始原料にし、それで造粒を行い、平均粒径0.50mmの顆粒にする。
【００７４】
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗D-ラクチドを4℃の脱イオン水にいれ、脱イオン水と粗D-ラクチドとの質量比を2：1に調節し、適当に固液体系を撹拌し、快速固液分離を行い、上記の操作を4回に繰り返す。
【００７５】
（3）乾燥手順：手順（2）で快速固液分離によるD-ラクチドを4℃及び絶対圧力8Paの真空で4時間に乾燥させてから60℃及び絶対圧力5Paの真空で1時間に乾燥させる。
【００７６】
上記の技術によるD-ラクチドは産出率が99.1%、純度及び成分の分析が表９の通りである。
【００７７】
上記の高純度D-ラクチドを原料にし、開環重合によるポリD-乳酸は重量平均分子量Mwが5.4×105、分子量分布PDIが1.7、D-ラクチド転化率が99.7%である。
【００７８】
【表９】
2019529531.tif 000010
【実施例６】
【００７９】
粗グリコリッドの精製
【００８０】
本実施例では粗グリコリッドは源1の通りである。即ち、原料の70%エタノール酸水溶液を反応釜に入れ、脱水オリゴマー反応でオリゴグリコール酸（重量平均分子量Mw 5.0×103）を取得してから有機グアニジン触媒を入れ、触媒解重合反応を行い、収集した蒸し出した白色または浅黄色の粗グリコリッドは成分の分析結果が表１０の通りである。
【００８１】
（1）造粒手順：上記の粗グリコリッド100kgを開始原料にし、それで造粒を行い、平均粒径0.10mmの顆粒にする。
【００８２】
（2）洗浄と分離手順：手順（1）による顆粒状の粗グリコリッドを0℃の蒸留水に入れ、蒸留水と粗グリコリッドとの質量比を0.5：1に調節し、適当に固液体系を撹拌し、快速固液分離を行い、上記の操作を2回に繰り返す。
【００８３】
（3）乾燥手順：手順（2）で快速固液分離によるグリコリッドを0℃及び絶対圧力5Paの真空で6時間に乾燥させてから40℃及び絶対圧力1Paの真空で2時間に乾燥させる。
【００８４】
上記の技術によるグリコリッドは産出率が98.8%、純度及び成分の分析が表１０の通りである。
【００８５】
上記の高純度グリコリッドを原料にし、有機グアニジン化合物を触媒にし、開環重合によるポリエタノール酸は重量平均分子量Mwが0.8×105、分子量分布PDIが1.8、グリコリッド転化率が100%である。
【００８６】
【表１０】
2019529531.tif 000011
【国際調査報告】
2019529531.tif 000012
2019529531.tif 000013
2019529531.tif 000014
2019529531.tif 000015
2019529531.tif 000016
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